Цивилизационная революция XXI века

Наиболее ощутимым в смысле воздействия на среду обитания че­ловека и достаточно хорошо изученным можно считать загрязнение окружающей среды. Оно непосредственно связано с научно-техничес­ким прогрессом и отражает негативные для природы аспекты этого прогресса последствия техногенной деятельности человека.

Главная опасность техногенеза — внесение в круговорот веществ, несвойственных природе, разрываю­щих замкнутый цикл или искажающих процесс круговорота веществ. Вредные воздействия могут происходить не только от введения в кру­говорот чуждых природе веществ (яды, убивающие редуцентов, вред­ное воздействие на развитие продуцентов, разрыв в цепи консументов и т. д.), но и введение в круговорот энергий, количественно несвой­ственных природе в целом или конкретному компоненту окружающей среды.

Загрязнение окружающей среды — это любое внесение в ту или иную экологическую систему (биогеоценоз) не свойственных ей живых или неживых компонентов, физических или структурных изменений, пре­рывающих или нарушающих процессы круговорота и обмена веществ, потоки энергии и информации с непременными последствиями в фор­ме снижения продуктивности или разрушения данной экосистемы.

Академик А.В. Сидоренко указывает три основные причины за­грязнения и разрушения окружающей среды и истощения природных ресурсов в результате техногенной деятельности из-за: 1) простого нарушения количественного равновесия между потребностью в при­родных ресурсах и фактическим их изъятием из естественного круго­ворота; 2) чрезмерного техногенного воздействия на природную среду, превышающего критические пороги антропогенной нагрузки на данный природный комплекс; 3) игнорирования или наруше­ния экологических принципов в извлечении и воспроизводстве при­родных ресурсов.

По своему происхождению промышленные загрязнения могут быть механическими, химическими, физическими и биологическими.

Механические — пыль в воздухе, твердые частицы и разнообраз­ные предметы в воде и почве.

Химические — всевозможные газообразные, жидкие и твердые хи­мические соединения и элементы, попадающие в атмосферу и гидро­сферу и вступающие во взаимодействие с окружающей средой.

Биологические — это виды организмов, появившиеся при участии человека и наносящие вред ему иди живой природе.

Отрицательно влияя на окружающую среду, загрязнения, в свою очередь, могут подвергаться определенному воздействию окружающей среды. По этому важному с экологической точки зрения признаку раз­личают стойкие (неразрушаемые) загрязнения и разрушаемые под дей­ствием природных химико-биологических процессов.

Основные черты цивилизационной революции.

Ушедший век оказался веком грандиозных социальных перемен и потрясений, экономических и экологических изменений. Всего за одно столетие человечество увеличило свою численность в 6 раз, а темпы роста экономики более чем в 300 раз. Следует подчеркнуть, что основным и единственным источником этого беспрецедентного роста явились природные ресурсы, биоресур­сы, природа Земли, многие из которых оказались невосполнимыми, а подчас и безвозвратно потерянными. При этом в общем загрязнении среды обитания человечества 80-85% приходится на промышленно развитые страны (Германия, США, Англия Франция и др.), хотя их население составляет лишь 20% от мирового.

Основным следствием хозяйственной деятельности человека служит нарушение им естественных экосистем. На нарушенных территориях (табл. 1.1.) не успевает восстанавливаться устойчивое со­стояние, идет непрерывный распад органического вещества, нарушен нормальный сбалансированный оборот биогенных веществ, что вынуждает затрачивать дополнительную энергию для его поддержания и для очистки окружающей среды.

На Земле осталось (за вычетом ледников и скал) около 50 млн км² ненарушенных территорий. В наибольшей степени экосистемы нару­шены в Европе, Северной Америке и частично в Азии. Во многих стра­нах этих регионов сельскохозяйственные угодья, населенные пункты и хозяйственная инфраструктура занимают от 40 до 80% их территории. Это относится к США, Великобритании. Японии и другим странам.

В Северном полушарии сформировались три центра экологичес­кой деградации, тесно связанных с ростом плотности населения: Се­вероамериканский (США, Мексика, частично Канада) — 6 млн км²; Европейский (Западная, Центральная и Восточная Европа со страна­ми Балтии, Европейская часть России) — 7 млн км²; Азиатский центр (Индостан, Китай без Тибета, Япония, Корея, Филиппины, Цейлон, Бирма, Малайзия) — 7 млн км²

Таблица 1.1.

Площади континентов суши с нарушенными экосистемами

 

Континент	Общая площадь, млн км2 (примерно)	Территория,%
		ненару­шенная	частично нару­шенная	нару­шенная
Европа
Азия
Африка
С. Америка				25.
Ю. Америка		62.5	22,5
Австралия	8,5
ИТОГО		~48	~25	~27

 

Согласно прогнозам, ожидается дальнейшее сокращение площади естественных систем со скоростью 0,5—1,0% в год. В перспективе до 2030г. эта тенденция сохранится, если не будут приняты соот­ветствующие меры. Отметим, что к началу 90-х годов XX века сохранилось лишь около 40% общей площади естественных экосистем. Так, в Нидерлан­дах, стране с самым большим вложением энергии в единицу площади, территория полностью перестроена и естественных экосистем не ос­талось.

Потеря биоты биосферы. Для своего существования биота получа­ет энергию от Солнца. 89% всей органики потребляют микроорганиз­мы, менее 10% — насекомые и мелкие животные; крупные животные и человек потребляют менее 1%. За последние 100 лет человек уничто­жил больший объем органической продукции, чем было создано за сотни миллионов лет. Человек потребляет примерно 30% фотосинтезированной продукции, что ведет к уничтожению биомассы, опусты­ниванию и пр. При таком интенсивном освоении и уничтожении че­ловеком биоты диким животным не остается пищи для существова­ния, а диким растениям — пространства для воспроизводства. По имеющимся данным при потере 50% экологического пространства ис­чезает 10% видов.

Всего на Земле существуют от 5 до 30 млн. видов флоры и фауны, научно описано около 1,5 млн. По различным оценкам в конце XX в. исчезало ежегодно от 5 тыс. до 150 тыс. видов. Конечно, в своей практической деятельнос­ти человек использует очень ограниченное число видов биологических организмов, но любой вид выполняет на Земле определенные регули­рующие и стабилизирующие функции. Поэтому исчезновение вида по­нижает порог устойчивости окружающей среды, поскольку именно с ней связано сохранение биоразнообразия.

Наиболее яркие примеры уничтожения биоты — истребление ле­сов, преобразование естественных растительных покровов в сельско­хозяйственные и другие угодья. Масштабы уничтожения лесов колос­сальны: за 10 тыс. лет ликвидирована почти половина лесов на Земле. Ныне вырубка лесов идет с темпами 50 га в минуту. Наибольшая опас­ность для человечества — возможное уничтожение через 40 лет лесов Амазонки.

Исчерпание природных ресурсов. В масштабах человеческой жизни все природные ресурсы делятся, как известно, на неисчерпаемые и исчерпаемые. К неисчерпаемым относятся ресурсы космического про­исхождения: энергия солнечного излучения и ее производные (энер­гия движущегося воздуха, энергия воды). Исчерпаемые ресурсы — животный и растительный мир Земли, полезные ископаемые. Многие исчерпаемые ресурсы находятся под угрозой исчезновения. При на­метившихся тенденциях развития человечества через 100 лет исчезнут запасы пресной воды, кислорода в атмосфере (его количество ежегод­но уменьшается на 10—12 млрд т из-за вырубки лесов), древесины, полезных ископаемых (угля, нефти, газа, железа и пр.), плодородных земель (только в XX в. из-за эрозии потеряно около 2 млрд га, т. е. столько, сколько находится в настоящее время под пашнями и паст­бищами).

Химическая интоксикация планеты. При гибели растительных организмов в атмосферу выбрасывается диоксид углерода; земли, находя­щиеся в сельскохозяйственном обороте, насыщаются химическими веществами (пестицидами, удобрениями). Сейчас в массовых масш­табах производится около 5 тыс. синтезируемых веществ, причем око­ло 80% их не оценены человеком с точки зрения токсичности, воздей­ствия на окружающую среду.

Человек выбрасывает в окружающую среду большое количество отходов: пластмассы, тяжелые металлы, которые по массе превышают естественный оборот (свинец, железо), или вообще отсутствуют в био­сфере, поэтому природа не перерабатывает их или перерабатывает с трудом. Самые массовые отходы связаны с производством энергии и транспортом. Сжигание топлива, движение автомобилей приводят к выбросам оксида углерода, оксидов азота NО_х, диоксида серы SО₂, углеводородов.

На долю автомобилей приходится 25% сжигаемого топлива, один автомобиль за время своего существования выбрасывает до 10 т СО, (всего в мире более 700 млн. автомобилей).

Наибольшая загрязненность в индустриальных регионах: около 90% выбросов вредных веществ приходится на 10% территории суши (Северная Аме­рика, Европа, Восточная Азия), особенно на крупные города, где по многим токсичным веществам превышены предельно допустимые концентрации (ПДК). Примерно 20% человечества дышит воздухом, в котором концентра­ция токсинов превышает ПДК.

Твердые и опасные отходы. К концу XX в. на Земле сжигалось в год 3,5 млрд. т нефти, 5,5 млрд. т угля, добывалось 2,5 млрд. т металла, 3 млрд. м³ древесины и т. п. Основными потребителями служат разви­тые страны, которые при населении 1 млрд. человек расходуют более 50% энергии, 70% металлов и порождают 75% всех отходов, значитель­ная доля которых (древесины, металлических руд и пр.) остается в стра­нах — поставщиках сырья. Многоотходные производства (выплавка железа, алюминия) перемещаются в слаборазвитые страны. В среднем масса отходов на человека в мире составляет 50 т/год, в ФРГ — 10 т, в Японии — 4 т. Например, в Европе масса отходов такова, что ими мож­но покрыть всю ее территорию слоем толщиной 10 см.

Химические отходы — это, образно говоря, бомбы замедленного действия. В год образуется 500 млн т опасных отходов, из них 50% в США. На втором месте по количеству отходов находится Россия, на третьем — Индия. Вредные отходы содержат тяжелые металлы (сви­нец, кадмий, ртуть), которые, накапливаясь в организме человека (печень, почки), вызывают отравления, болезни, снижение репродуктивной функции.

Наиболее опасны радиоактивные отходы (РАО). Первая атомная бомба была взорвана 60 лет назад (1945 г.), с тех пор в мире было произведено около 2 тыс. взрывов. В результат радиоактивный фон пла­неты повысился на 2%.

Загрязнение вод. Пресная вода в гидросфере Земли составляет всего 2%, из которых 99% приходится на лед. В реках и озерах содержится все­го 90 тыс. км³ пресной воды, ее потребление человечеством состав­ляет 4 тыс. км³ в год (70% — сельское хозяйство. 30% — промышлен­ность и коммунальное хозяйство). Истощение запасов пресной воды наступит через несколько десятков лет.

Пресная вода повсеместно загрязнена, общая масса загрязнителей составляет более 15 млрд т в год. Наиболее опасные загрязнители — тяжелые металлы, фенолы, пестициды, поверхностно-активные веще­ства, нефтепродукты. Загрязнения воды вызывают рак, кариес, эпи­демии, умственную отсталость и другие заболевания.

Кислотные дожди. В последние 15—20 лет возникла экологическая проблема кислотных дождей (рН < 5.0). При сжигании различных ви­дов топлив, а также с выбросами различных предприятий в атмосферу поступает значительное количество оксидов серы и азота. При взаи­модействии их с атмосферной влагой образуются азотная и серная кислоты. К ним примешиваются органические кислоты и некоторые соединения, что в сумме дает раствор с кислой реакцией.

Согласно расчетам, доля диоксида серы в образовании кислых осадков составляет около 70%. Появлению кислых осадков способству­ет также СО₂: из-за его постоянного присутствия в атмосфере рН осадков 5,6 уже является обычным.

В дальнейшем кислоты выпадают на поверхность суши или водо­емов в виде кислотных дождей или иных атмосферных осадков. Отме­чены случаи выпадения осадков с рН 2,2—2,3, что соответствует кис­лотности уксуса.

Общее количество выбросов SO₂ и NО₂ в мире ежегодно составляет более 250 млн т. В пересчете на душу населения количество выбросов (кг/год): в Дании - 4, бывшем СССР — 18, Англии - 32, Польше -55,Австрии — 8, Германии— 160, Италии — 20, Швеции — 6.

Кислые осадки особенно типичны для Скандинавских стран, а так­же Англии, ФРГ, Бельгии, Дании, Польши, Канады, северных райо­нов США.

Истощение озонового слоя. В последние годы наблюдается устойчивая тенденция снижения содержания озона в слоях атмосферы. По разным оценкам, в средних и высоких широтах северного полушария такое уменьшение составило 2 – 100%.

Наиболее значительная потеря озона регистрируется над Антарктидой, где его содержание в озоновом слое за последние 30 лет умень­шилось на 40—50%. Пространство, в пределах которого регистрируется заметное уменьшение концентрации озона, получило название «озо­новой дыры». В настоящее время «озоновая дыра» вышла за пределы континента и по размерам (10 млн км² ) превышает площадь США.

Крайне опасные для человека и многих животных последствия истощения озонового экрана — увеличение числа заболеваний раком кожи и катарактой глаз. Из-за уменьшения концентрации озона толь­ко на 1% происходит увеличение интенсивности УФ-излучения у по­верхности Земли на 15 %. В свою очередь, согласно официаль­ным данным ООН, это приводит к появлению в мире 100 тыс. новых слу­чаев катаракты и 10 тыс. случаев рака кожи, а также снижению иммунитета, как у человека, так и у животных.

Помимо ухудшения здоровья, истощение озонового слоя способ­ствует усилению «парникового эффекта», снижению урожайности, деградации почв, общему загрязнению окружающей среды. Проникновение через «озоновые дыры» сол­нечных рентгено- и ультрафиолетовых лучей, энергия фотонов кото­рых превышает энергию лучей видимого спектра в 50—100 раз, увели­чивает число мощных лесных пожаров.

Основным техногенным фактором, разрушающим озон, счита­ют фреоны (хладоны), которые широко используются как газы - носи­тели (пропилленты) в различного рода аэрозольных баллончиках, хо­лодильных установках и т. п.

Природные катастрофы. Специалисты указывают на ухудшение обстановки с природными катаклизмами, обусловленное, прежде все­го, мощным техногенным воздействием на биосферу и глобальным потеплением климата. Отмечается, что эта тенденция характерна для всех стран. Замечено, что наиболее быстро возрастает число катастроф с вы­соким экономическим ущербом: за последние 30 лет их число увели­чилось в 4,1 раза. За это же время число катастроф с пострадавшими возросло в 3,5, а катастроф с погибшими — в 2,1 раза.

Согласно данным экспертов США, стихийные бедствия обуславли­вают от 3 до 5% преждевременной смертности и материальный ущерб около 1% валового национального продукта (ВНП). С 1995 по 1997 год ликвидация последствий природных бедствий обходилась Америке в 50 млрд долл. в год, или 1 млрд долл. в неделю. В результате наводнений в 1991, 1994—1995 и 1998 годах Китай потерял от 20 до 30 млрд долл.

Между природными опасностями существует взаимная связь, одно явление может послужить причиной, спусковым механизмом после­дующих. Это так называемая природная цепная реакция, которая представляет со­бой цепь природных явлений, каждое из которых влечет за собой изменение других связанных с ним явлений. Так, например, исчезновение насекомого-опылителя делает невозмож­ным плодоношение растения, а следовательно, появление новых по­колений вида, размножающегося только семенами. Это, в свою оче­редь, ведет к исчезновению животных, связанных с этим растением, а значит, их паразитов и т. д.

Укажем также, что природные катастрофы часто инициируют тех­ногенные: прорыв плотин, пожары и взрывы, химические загрязне­ния и т. д., что, естественно, увеличивает экономический ущерб.

Экологический бумеранг. Не надо обольщаться очень быстрым уве­личением численности человечества в XX в.. называемым демографи­ческим взрывом, тем, что почти 75% численности человечества за все время его существования жили в XX и начале XXI веков. Следует за­даться вопросом о здоровье человеческой популяции.

Уровень цивилизованности страны опреде­ляется в первую очередь не развитием техники и транспорта, а качеством жизни, в котором продолжительность жизни человека яв­ляется основным показателем (табл. 1.2.)

Таблица 1.2.

Средняя продолжительность жизни человека в разных странах

Страна	Средняя продолжительность жизни, годы
Япония
Франция, Германия	74.78
США
Россия
Китай
Индия
Ангола

 

Как видно, с развитием экономики продолжительность жизни растет, и это, казалось бы, весомым аргумент в пользу технократического развития цивилизации. Но есть и обратная сторона медали.

Такая сложнейшая мировая проблема, как демографическая, порождаемая взрывным ростом населения (обусловленным и увеличе­нием продолжительности жизни человека), приводит к резкому по­вышению нагрузки на окружающую среду в результате увеличения потребностей людей в продовольствии, энергии, жилье, промышлен­ных товарах и т. д. Очевидно, что без решения демографической про­блемы, без стабилизации численности населения невозможно сдер­жать развитие кризисных экологических процессов на планете. В свою очередь экологические проблемы опустынивания, обезлесения, вызы­вая деградацию и гибель сельскохозяйственных земель, приводят к обострению мировой продовольственной проблемы. В результате око­ло 20% жителей планеты постоянно недоедают; каждый день от голода умирает 35 тыс. человек, из них три четверти — дети до 5 лет.